安科瑞 蔣超萍
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405
摘要:地鐵作為關(guān)系到人民群眾生命和財產(chǎn)安全的主要出行方式,其安全性備受關(guān)注,本文從預(yù)防火災(zāi)的安全性角度出發(fā),探索基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧用電系統(tǒng)在地鐵低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用,達到消除潛在的電氣火災(zāi)危險,實現(xiàn)“防患于未然”的目的。
關(guān)鍵詞 地鐵低壓配電系統(tǒng);智慧用電;電氣火災(zāi)
1現(xiàn)狀分析
從2019年國家*消防救援局公開數(shù)據(jù)顯示:2018年全國共接報火災(zāi)23.7萬起,亡1407人,傷798人,直接財產(chǎn)損失36.75億元。火災(zāi)事故中,仍以電氣火災(zāi)比重大,據(jù)統(tǒng)計因違反電氣線路安裝使用規(guī)定引發(fā)的火災(zāi)占總數(shù)的34.6%,4起重大火災(zāi)中,3起為電氣引起。
地鐵系統(tǒng)的電氣線路繁雜,涉及通信、照明、動力等方面,運營時由不同的職能部門分管,且地鐵的工作環(huán)境較嚴(yán)峻,導(dǎo)致電氣火災(zāi)發(fā)生的頻度大。1969年北京地鐵由于電動車短路引發(fā)的大火,導(dǎo)致3人死亡、300多人受傷,是我國嚴(yán)重的一次地鐵火災(zāi)。:1995年10月28日阿塞拜疆巴庫地鐵因電動機車電路故障發(fā)生火災(zāi),導(dǎo)致558名乘客喪生,269人嚴(yán)重受傷。
雖然隨著技術(shù)的不斷進步,地鐵電氣系統(tǒng)的安全性日益提高,但電氣原因仍是目前地鐵火災(zāi)的主要因素。
2電氣火災(zāi)的成因分析及常規(guī)防控措施
現(xiàn)如今,電氣火災(zāi)事故中由于故障電弧引起的火災(zāi)占比80%~90%*電弧發(fā)生時,會瞬間產(chǎn)生高達3000-4000度的高溫,其足以引燃一切可燃物并造成重大火災(zāi)事故發(fā)生,并且該類故障電弧不受常規(guī)斷路器等電路保護裝置的控制。故障電弧發(fā)生時,線路中的電壓會產(chǎn)生波動,電流也會發(fā)生突變,更易造成用電設(shè)備產(chǎn)生故障。
故障電弧的產(chǎn)生常常具有隱蔽性,事故苗頭不易被發(fā)現(xiàn)大部分故障電弧具有*緩慢發(fā)生的特點,由此,提前對電氣火災(zāi)隱患的監(jiān)控防范具有重大意義。
但目前火災(zāi)的常規(guī)防控措施,如火災(zāi)探測系統(tǒng)、消防聯(lián)動制系統(tǒng)以及電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要的是起火/冒煙后對火情人防的管理,然而在相關(guān)措施中,防范隱患的措施極少出現(xiàn),只有前期設(shè)計、現(xiàn)場布置等防止措施,防范技防措施欠缺。
3智慧用電系統(tǒng)
智慧用電系統(tǒng)是針對電氣火災(zāi)頻發(fā)而創(chuàng)新的一套電氣火災(zāi)預(yù)警和預(yù)防管理體系,它利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實時發(fā)現(xiàn)電氣線路和用電設(shè)備存在的安全隱患并發(fā)出報警信號,起到了很好的防范火災(zāi)的作用。它一般由終端檢測裝置、無線報警裝置、云管理平臺等組成,下面進行詳細(xì)的介紹。
3.1故障電弧探測系統(tǒng)
故障電弧探測系統(tǒng)有效地提高了故障電弧監(jiān)控的準(zhǔn)確性、 可靠性、穩(wěn)定性,能彌補電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)存在的不足,消除 電氣火災(zāi)防范的盲區(qū),是電氣火災(zāi)防范措施的重要組成部分。
3.2漏電火災(zāi)探測系統(tǒng)
漏電火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)通常由四個組成部分:漏電火災(zāi)探測器、測量型電流互感器、剩余電流互感器和溫度傳感器。
漏電火災(zāi)探測器的主要功能是通過對配電柜的電參量的監(jiān)測,獲悉配電柜準(zhǔn)確的用電數(shù)據(jù)訊息,通過對剩余電流和線纜溫度的監(jiān)測,及時防范和避免由于線路漏電引發(fā)的火災(zāi)隱患。而且漏電火災(zāi)探測器本身兼具無線傳輸功能,能將電氣線路中漏電火災(zāi)的隱患及時上傳至云監(jiān)控平臺,用戶也可通過手ji、電腦即時接收到報警訊息。測量型電流互感器的主要功能是配合漏電火災(zāi)探測器采集回路電流。剩余電流互感器的主要功能是通過對TN-C-S. TN-S及局部TT系統(tǒng)中的剩余電流、溫度等機的檢測,以獲取相關(guān)由電氣火災(zāi)隱患產(chǎn)生的電氣參數(shù)。溫度傳嚴(yán)重感器的主要功能是用以配合漏電火災(zāi)探測器采集線纜溫度。
3.3智慧用電云平臺運用原理介紹
智慧用電云平臺系統(tǒng)主要由基礎(chǔ)管理層、數(shù)據(jù)傳輸管理層、云平臺管理層、用戶應(yīng)用層組成。基礎(chǔ)管理層的設(shè)備主要包括:故障電弧探測器、剩余電流探測器、交流互感器、溫度傳感器等,主要作用是收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)傳輸管理層的設(shè)備主要包括在線監(jiān)控裝置、組合式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器、無線TDU模塊等,實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、匯總和傳輸。
云平臺管理層的設(shè)備主要包括數(shù)據(jù)服務(wù)器、軟件系統(tǒng),實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的管理,具有監(jiān)控、記錄、報警、分析等功能。用戶應(yīng)用層設(shè)備主要包括PC端,手jiAPP,可以實時了解設(shè)備狀態(tài)信息,隨時查閱歷史信息。
4智慧安全用電應(yīng)用
地鐵車站內(nèi)電氣設(shè)備、電子設(shè)備不僅種類數(shù)量多而且配置復(fù)雜,供配電線路、控制線路和信息數(shù)據(jù)布線等密如蛛網(wǎng),一旦出現(xiàn)電氣火災(zāi),易造成嚴(yán)重的后果。
從預(yù)防火災(zāi)的安全性角度出發(fā),可以在地鐵低壓配電系中應(yīng)用智慧用電系統(tǒng)。為驗證其實用性,選取天津地鐵9號站的照明配電箱作為研究主體,可以通過在原配電箱外,增加配電箱串接故障電弧探測器,并加設(shè)無線傳輸模塊(DTU)、漏電火災(zāi)探測器等設(shè)備;在原配電箱內(nèi)采用套線方式加裝剩余電流互感器、電流互感器等設(shè)備,采用繞線方式加裝溫度傳感器等系列措施實現(xiàn)終端檢測,具體安裝示意如下圖所示。
5 安科瑞智慧安全用電平臺
5.1安科瑞智慧安全用電平臺介紹
安科瑞Acrelcloud-6000智慧安全用電平臺是針對我國當(dāng)前電氣火災(zāi)事故頻發(fā)而開發(fā)的一套電氣火災(zāi)預(yù)警和預(yù)防管理系統(tǒng),該系統(tǒng)是基于移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算技術(shù)、通過物聯(lián)網(wǎng)傳感終端,將辦公建筑、學(xué)校、醫(yī)院、賓館、體育場館、生產(chǎn)企業(yè)等人員密集場所的電氣安全數(shù)據(jù),實時傳輸至安全用電管理云服務(wù)器,為用戶提供不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤、統(tǒng)計分析和安全監(jiān)管,將平臺發(fā)現(xiàn)各種安全隱患信息及時告警信號,并推送給企業(yè)有關(guān)人員,以便其及早檢查和消除隱患,真正做到防患于未然。
5.2平臺結(jié)構(gòu)
5.3智慧安全用電平臺主要功能
1)實時監(jiān)控
24小時監(jiān)shi各探測點的剩余電流、溫度、電壓、電流、諧波、功率、電能及其他設(shè)備狀態(tài)等信息。
2)歷史記錄
所有告警信息及遠(yuǎn)程控制均被記錄入日志,并可供用戶方便查詢。
3)數(shù)據(jù)分析
針對采集的數(shù)據(jù)進行各種模型分析和報告,為客戶消除安全隱患;提供能耗分析功能。
4)報警提醒
當(dāng)平臺收到報警或故障信息時,平臺將以短信、dian話或APP推送等方式通知管理人員,提醒關(guān)注故障狀況,并采取相應(yīng)的措施消除隱患。
5)權(quán)限管理
平臺通過對用戶類型實施分級管理以實現(xiàn)更高的信息安全,擁有相應(yīng)授權(quán)的用戶可以對授權(quán)范圍內(nèi)的項目、設(shè)備、探測器等監(jiān)測數(shù)據(jù)和運行情況進行查看、配置修改。
6)遠(yuǎn)程控制
具備權(quán)限的管理人員可以遠(yuǎn)程設(shè)定探測器的各種參數(shù)值,或者對監(jiān)控設(shè)備進行分閘、復(fù)位、消音、自檢和遠(yuǎn)程設(shè)置參數(shù)等操作,方便管理,同時提高工作效率。
5.4安科瑞智慧安全用電平臺配置
注:以上配置為針對1個回路選型,其中剩余電流互感器應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場回路電流大小選擇,根據(jù)實際三選一。
6安科瑞故障電弧探測器產(chǎn)品介紹
6.1安科瑞故障電弧探測器外形
AAFD產(chǎn)品外形
6.2安科瑞故障電弧探測器的功能:
1.監(jiān)測單相回路的故障電??;
2.通過對電氣線路的實時監(jiān)測能及時、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)電氣線路中的故障和異常狀態(tài),可幫助用戶迅速查明電氣故障發(fā)生的區(qū)域,以便及時消除電氣火災(zāi)隱患;
3.具有聲光報警功能;
4.本探測器尺寸小巧、安裝方便,采用標(biāo)準(zhǔn)35mm導(dǎo)軌安裝;
5.具有故障電弧模擬發(fā)生功能,可以通過模擬故障電弧對本機進行性能測試;
6.具有通用485總線接口,采用標(biāo)準(zhǔn)Modbus協(xié)議進行數(shù)據(jù)交換,信號兼容性強。
6.3技術(shù)參數(shù)
AAFD技術(shù)參數(shù)
參數(shù) 型號 | AAFD-40 |
保護線路額定電流范圍 | 0~40A |
顯示 | 液晶顯示 |
額定工作電壓 | AC 220V |
功耗 | ≤5W |
本地報jing方式 | 聲光報警信號 |
故障報警動作時間 | ≤0.5s |
控制輸出 | 1組機械常開觸點,觸點容量AC 250V/1A,DC 24V/1A |
通訊 | RS485 |
安裝方式 | 標(biāo)準(zhǔn)35mm導(dǎo)軌式安裝 |
使用環(huán)境 | 相對濕度:≤96%, 環(huán)境溫度:-10℃~+40℃,使用場所:具防御設(shè)施; |
產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) | GB14287.4-2014 |
7 結(jié)束語
綜上所述,智慧用電系統(tǒng)能夠監(jiān)測電氣線路中的異常情況,并發(fā)出報警信號并且準(zhǔn)確的定位故障發(fā)生的地點,通知工作人員及時排除并檢查電氣中的火災(zāi)隱患,將電氣火災(zāi)消滅在萌芽的狀態(tài),為地鐵電氣火災(zāi)防控提供了有效的技術(shù)手段。
參考文獻
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[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2019.11
[4]安科瑞安全用電管理云平臺選型手冊.2020.02